《自然》雜志：如果鋰電池十年后不能被替代，電動汽車大規(guī)模發(fā)展將受到限制

在不久前出版的《自然》（Nature）雜志上，一篇題為《距離鋰電子電池革命僅余10年》（Ten years left to redesign lithium-ionbatteries）的文章指出，鋰離子電池性能和價格的演進(jìn)速度正在放緩。如果不加大對基于儲量豐富的鐵、銅等材料的電極材料的研究，電動汽車的大規(guī)模發(fā)展將受到限制。

電動汽車需要功能強(qiáng)大、重量輕、價格實(shí)惠的電池。最好的選擇是商業(yè)化的鋰離子電池——它們相對緊湊和穩(wěn)定。但它們?nèi)赃^于笨重和昂貴，無法廣泛使用。

二十年來，可充電鋰離子電池的性能穩(wěn)步提高。電池組所儲存的能量是原來的三倍多，從每升200瓦時(Wh - 1)增加到700瓦時(Wh - 1)；成本也下降了30倍，降至每千瓦時150美元左右。但是，這仍高于美國能源部設(shè)定的每千瓦時100美元的負(fù)擔(dān)能力目標(biāo)。一輛電動汽車(50-100千瓦時)仍需要負(fù)載重達(dá)600公斤左右的電池，占用500升空間。

另一方面，隨著傳統(tǒng)技術(shù)接近基本極限，技術(shù)進(jìn)步的步伐正在放緩，因?yàn)樵陔姌O材料晶體結(jié)構(gòu)的間隙中可以儲存的電荷量已接近理論最大值。研究人員預(yù)計(jì)，接下來市場的增長，并不會大幅降低價格——因?yàn)槭袌鲆呀?jīng)很大了。

研究人員警告說，必須盡快找到鈷、鎳和其他稀有金屬的替代品，以滿足電動汽車電池日益增長的需求，因?yàn)樗鼈兊南∪闭谕聘邇r格:在過去兩年中，鈷、鎳和其他稀有金屬的價格翻了兩番，從每公斤22美元漲到了每公斤81美元。

汽車制造商和政府預(yù)計(jì)，到2025年，每年將生產(chǎn)1000萬到2000萬輛電動汽車。如果每個汽車電池需要10公斤的鈷，到2025年，電動汽車每年需要10 - 20萬噸的鈷——這是世界目前產(chǎn)量的大部分。同樣地，每年需要40 - 80萬噸鎳，占今天所用金屬的20-40%。當(dāng)卡車、公共汽車、飛機(jī)和船只改用電池供電時，還需要更多的電力。

如果沒有任何變化，20年內(nèi)需求將超過產(chǎn)量。我們預(yù)計(jì)鈷的價格將在2030年前上漲，鎳的價格將在2037年或更早的時候上漲。